I materiali refrattari in silicato di alluminio con un contenuto di Al2O3 superiore al 48% sono collettivamente chiamati materiali refrattari ad alto contenuto di alluminio. Il suo prodotto finale è il mattone ad alto contenuto di allumina più comunemente utilizzato nei forni termici. Secondo il contenuto di Al2O3,mattoni ad alto contenuto di alluminapossono essere suddivisi in tre gradi:
Class I: Al2O3>75%;
Classe II: Al2O360%~75%;
Grado III: Al2O348%~60%.
Classificato in base alla composizione minerale: mullite bassa e mullite (Al2O348%~71,8%); mullite-corindone e corindone-mullite (Al2O371,8%~95%); corindone (Al2O395%~100%). Nell'intervallo Al2O3 inferiore al 71,8%, all'aumentare del contenuto di Al2O3 aumenta la mullite della fase cristallina principale nei prodotti ad alto contenuto di alluminio; nell'intervallo Al2O3 maggiore del 71,8%, all'aumentare del contenuto di Al2O3 diminuisce la quantità di mullite e diminuisce la quantità di corindone. Il numero aumenta. La resistenza al fuoco del prodotto aumenta con l'aumento del contenuto di Al2O3.
I mattoni ad alto contenuto di allumina si riferiscono a prodotti sinterizzati di alluminosilicato o pura allumina contenenti più del 48% di Al2O3. Generalmente, i mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina contengono meno dell'80% di Al2O3 e quelli contenenti più dell'80% di Al2O3 sono chiamati mattoni di corindone.
Rispetto ai mattoni in argilla, i vantaggi eccezionali dei mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina sono l'elevata refrattarietà e la temperatura di rammollimento del carico.
1. Resistenza refrattaria
La refrattarietà dei mattoni ad alto contenuto di alluminio varia ampiamente, generalmente tra 1770 e 2000 gradi. È influenzato principalmente dal contenuto di Al2O3 e aumenta con l'aumento del contenuto di Al2O3 nel prodotto. Allo stesso tempo, la refrattarietà è influenzata anche dal contenuto e dalla tipologia delle impurità, ed è legata alla struttura minerale del prodotto.
2. Caricare la temperatura di rammollimento
La temperatura di deformazione di rammollimento dei mattoni ad alto contenuto di allumina sotto carico è maggiore di 1400 gradi e aumenta con l'aumento del contenuto di Al2O3. Per prodotti con un contenuto di Al2O3 inferiore al 71,8% la temperatura di rammollimento del carico dipende dal rapporto quantitativo di mullite e fasi vetrose, ed aumenta all'aumentare della quantità di mullite. La quantità e la natura della fase vetrosa hanno un impatto significativo sul punto di rammollimento del carico. Quando il contenuto di Al2O3 è compreso tra il 71,8% e il 90%, si tratta di un prodotto di mullite o corindone. All’aumentare del contenuto di Al2O3, il volume della fase vetrosa rimane sostanzialmente invariato. Sebbene il corindone aumenti, la mullite diminuisce; pertanto la temperatura di rammollimento sotto carico non aumenta. In modo significativo. Dopo che il contenuto di Al2O3 supera il 90%, all'aumentare del contenuto di Al2O3, il numero di fasi vetrose diminuisce e la temperatura di rammollimento del carico aumenta in modo significativo, da 1630 gradi quando Al2O3 è al 90% a 1900 gradi quando Alz03 è al 100%. La temperatura di rammollimento del carico aumenta con l'aumento del contenuto di Al2O3. migliorare.
3. Conduttività termica
I prodotti refrattari ad alto contenuto di alluminio hanno una conduttività termica maggiore rispetto ai prodotti in argilla. Il motivo è che nei prodotti ad alto contenuto di alluminio c'è meno vetro con bassa conduttività termica, mentre aumenta la quantità di cristalli di mullite e corindone con una migliore conduttività termica, il che migliora la conduttività termica del prodotto. La conduttività termica diminuisce all'aumentare della temperatura.
La conduttività termica dei mattoni ad alto contenuto di allumina è diversa dai mattoni di argilla e dai mattoni di silice. La conduttività termica dei mattoni refrattari ad alto contenuto di alluminio diminuisce all'aumentare della temperatura. Quando il contenuto di Al2O3 nei mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina è maggiore, maggiore è il numero di cristalli di mullite e corindone, più evidente è la tendenza della conduttività termica a diminuire all'aumentare della temperatura. Ma sopra i 1000 gradi, il tasso di diminuzione diminuisce. La conduttività termica dei mattoni di argilla e di silice aumenta con la temperatura, mostrando una relazione lineare, e non cambia intorno ai 1000 gradi. A temperatura normale, la conduttività termica dei mattoni refrattari ad alto contenuto di alluminio è da 2 a 3 volte maggiore di quella dei mattoni di argilla, ma la loro conduttività termica è sostanzialmente simile sopra i 1000 gradi.
Le varietà con basso contenuto di Al2O3 nei mattoni ad alto contenuto di allumina sono simili ai mattoni di argilla nel punto di rammollimento del carico e nella resistenza agli shock termici. Tuttavia, all’aumentare del contenuto di Al2O3, aumentano gradualmente il punto di rammollimento del carico e la resistenza allo shock termico. Queste caratteristiche dei mattoni refrattari ad alto contenuto di allumina li rendono un tipo di mattoni di argilla ad alta temperatura, quindi possono essere utilizzati nelle parti ad alta temperatura dei forni per la fusione del vetro. Le varietà con bassa porosità possono essere utilizzate nelle parti ad alta temperatura del rigeneratore, come il tetto e le pareti superiori del rigeneratore.
